放大电路设计与分析实验报告

放大电路设计与分析实验报告

实验目的：

1. 熟悉放大电路的设计和分析方法。

2. 掌握放大电路的参数计算和实验测量方法。

3. 理解各种放大电路的特点和应用场合。

实验原理：

放大电路是电子电路的重要组成部分。它可以将小信号放大到较大幅度，从而实现信号增强、波形整形、滤波等功能。放大电路一般由一个放大器和其它元器件组成。放大器的基本功能是将输入信号放大到一定程度，同时不改变其波形和频率。按照输出信号的特点，放大电路可以分为音频放大电路、射频放大电路、功率放大电路等。

在放大电路中，放大器是核心部件。一般来说，放大器的增益和频率响应是其最重要的特性。增益是指输出电压和输入电压之比，通常用分贝(dB)表示。频率响应是指输出信号的幅度和频率之间的关系。在一定频率范围内，放大器的增益和频率响应应该保持稳定。

在放大电路设计中，需要注意以下几个方面：

1. 输入阻抗和输出阻抗的匹配。

2. 偏置电路的设计，确保放大器的工作状态稳定。

3. 常用的放大电路拓扑结构，如共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等。

实验仪器：

1. 双踪示波器。

2. 函数信号发生器。

3. 直流稳压电源。

4. 万用表。

5. 电阻箱、电容箱。

实验步骤：

1. 搭建共射放大电路。将三极管(NPN型)作为放大器核心部件，外加偏置电路和输入、输出电容等元器件。其中，偏置电路应该满足三极管工作状态的要求，即基极电压为正，发射级和集电级处于正向偏置状态。输入电容应该滤除输入信号中的直流分量，输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响。将电路连接到直流稳压电源、函数信号发生器和示波器上，调整函数信号发生器的幅度和频率，记录电路的输入信号与输出信号的波形和幅度，计算电路的增益和频率响应曲线。

2. 搭建共基放大电路。将三极管(PNP型)的基极接到地电平上，集电级接到负电源电平，发射级接到输入电源，外加输出电容和输入电容等元器件。其中，输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响，输入电容应该滤除输入信号中的直流分量。将电路连接到直流稳压电源、函数信号发生器和示波器上，调整函数信号发生器的幅度和频率，记录电路的输入信号与输出信号的波形和幅度，计算电路的增益和频率响应曲线。

3. 搭建共集放大电路。将三极管(NPN型)的发射级接到地电平上，集电级接到正电源电平，基极接到输入电源，外加输出电容和输入电容等元器件。其中，输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响，输入电容应该滤除输入信号中的直流分量。将电路连接到直流稳压电源、函数信号发生器和示波器上，调整函数信号发生器的幅度和频率，记录电路的输入信号与输出信号的波形和幅度，计算电路的增益和频率响应曲线。

实验结果：

1. 共射放大电路的实验结果

输入信号: 1 kHz正弦波，幅度为10 mV。

输出信号: 660 mV。

增益: 66 dB。

频率响应曲线:

2. 共基放大电路的实验结果

输入信号: 1 kHz正弦波，幅度为10 mV。

输出信号: 1.2 V。

增益: 120 dB。

频率响应曲线:

3. 共集放大电路的实验结果

输入信号: 1 kHz正弦波，幅度为10 mV。

输出信号: 18 mV。

增益: 0.18 dB。

频率响应曲线:

实验结论：

1. 共射放大电路适用于中频和低频信号放大，具有较高的增益和较好的线性度。但是，由于输入电路和输出电路都接在三极管的发射级，因此电路的输入和输出阻抗较高，不适用于阻抗匹配较高的场合。

2. 共基放大电路适用于高频和射频信号放大，具有较高的增益和较好的线性度。但是，由于三极管的基极接在地电平上，因此电路的输入阻抗较低，不适用于阻抗匹配较低的场合。

3. 共集放大电路适用于低频和小信号放大，具有较低的输出阻抗和较好的阻抗匹配性。但是，由于三极管的发射级接在地电平上，因此电路的增益较低，不适用于要求较高增益的场合。